Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Электроника и радиотехника
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
 
Рейтинг 4.51/325: Рейтинг темы: голосов - 325, средняя оценка - 4.51
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.03.2013
Сообщений: 58
1

Переносной тестер датчиков 4-20 мА

02.07.2013, 17:47. Показов 60861. Ответов 85
Метки нет (Все метки)

Всем привет!
Задумал в целях самообразования сделать переносной тестер для датчиков, работающих по токой петле 4-20 мА. Особая точность не преследуется, устройство будет использоваться просто для проверки работоспособности датчиков (в моем случае это датчики давления, вибрации и температуры, питающиеся по токовой петле). Тестер представляет собой источник напряжения 24В для датчика и измеритель тока датчика. Вот как мне видятся характеристики и устройство тестера:

1. "Мозг" - ATtiny2313A
2. Питание.
2.1. Источник - Ty-Yom аккумулятор + контроллер зарядки на MAX1555 (одновременная зарядка и работа тестера не предусматривается. Тестер нужен в тех местах, где розеток нет)
2.2. Питание контроллера 5В - DC/DC Step-Up на LMR62014 или TPS61040
2.3. Источник 24В для токовой петли DC/DC Step-Up на LMR64010 или TPS61040
3. АЦП - встроенный в ATtiny2313A. В качестве преобразователя тока 4-20мА в напряжение 1-5В - прецезионный резистор 250 Ом.
4. Источник опорного напряжения 5В для АЦП на TL431
5. Индикация - четырехразрядный семисегментный индикатор или LCD (еще не решил)

Есть следующие сомнения:
1. Правильность выбора микросхем для Step-Up преобразователей
2. Пытался найти специализированный АЦП для сигналов 4-20 мА, но не нашел. Может кому попадалось что-то похожее?
0

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
02.07.2013, 17:47
Ответы с готовыми решениями:

Не устанавливается переносной ЖД
Здравствуйте, вчера решил подключить свой переносной ЖД к ПК через USB порт напрямую к блоку. В...

Не определяется переносной ЖД
Всем добрый день. Возникла большая проблема с переносным ЖД AData Nobility NH92. При подключении к...

Переносной пылесос
Мне домой нужен портативный пылесос. Обычно их используют в машинах. Но мне надо в квартиру....

Переносной HDD
Здравствуйте. Скопировал данные с одного мобильного HDD на другой. Открываю на WIN 7, диск видит,...

85
1 / 1 / 0
Регистрация: 11.01.2013
Сообщений: 5,483
02.07.2013, 18:31 2
Цитата Сообщение от jomis77
2. Пытался найти специализированный АЦП для сигналов 4-20 мА, но не нашел. Может кому попадалось что-то похожее?
У Вас по токовой петле аналоговый сигнал передаётся или цифровой?
Если цифровой (т.е.последовательный интерфейс с уровнями 4ма и 20мА), то АЦП вообще не нужен.
А а если аналоговый - тогда просто вычтете положительное смещение из результата АЦП-преобразования. Петля же специально со смещением сделана, чтобы даже самый низкий уровень сильно отличался от помех/наводок, близких к нулю.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.03.2013
Сообщений: 58
02.07.2013, 18:52 3
Сигнал по токовой петле аналоговый.
Если Вы имеете ввиду положительное смещение в 4мА, то оно меня вообще не беспокоит. На индикатор предполагается выводить реальное значение тока, т.к. будут проверяться датчики разных физических величин и диапазонов. Поэтому пересчитывать значения тока в физ. величину не буду. Заранее все комбинации не учтешь, да и привык уже по значениям тока ориентироваться.
Я имел ввиду специализированный АЦП со встроенным прецезионным резистором для токовой петли и может даже ограничителем тока (иногда в момент подключении датчика бывают броски в токовой петле).
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 06.04.2013
Сообщений: 172
02.07.2013, 19:13 4
Достаточно взять восьмую мегу, резистор-шунт, последовательно RC-фильтр и на внутреннее АЦП. Для тестирования более чем достаточно. Зачем там прецизионность?

3. АЦП - встроенный в ATtiny2313A. В качестве преобразователя тока 4-20мА в напряжение 1-5В - прецезионный резистор 250 Ом.
???????
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 24.12.2011
Сообщений: 2,752
02.07.2013, 20:01 5
Перепост с Казус.ру:
"Подскажите пожалуйста как лучше програмно и аппаратно реализовать токовый калибратор 4-20 мА на базе микропроцессора." - http://kazus.ru/forums/showthread.php?t=19163
Всего 11 страниц.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.03.2013
Сообщений: 58
02.07.2013, 20:05 6
Цитата Сообщение от 45893569365
Достаточно взять восьмую мегу, резистор-шунт, последовательно RC-фильтр и на внутреннее АЦП. Для тестирования более чем достаточно. Зачем там прецизионность?

3. АЦП - встроенный в ATtiny2313A. В качестве преобразователя тока 4-20мА в напряжение 1-5В - прецезионный резистор 250 Ом.
???????
Думал об одном, написал другое. Конечно же ATmega8, в в ATtiny2313A АЦП нет.
Сам прибор на прецезионность не претендует конечно же, это я сразу указал. А резисторы предполагаю прецизионные потому, что даже среди однопроцентных номинала 250 Ом нет. Можно конечно взять 249 Ом 1% и програмно учесть разницу, но просто у меня завалялись прецизионные 50 Ом 0,1%, вот и решил их пристроить.
0
1 / 1 / 0
Регистрация: 11.01.2013
Сообщений: 5,483
02.07.2013, 20:15 7
Цитата Сообщение от jomis77
А резисторы предполагаю прецизионные потому, что даже среди однопроцентных номинала 250 Ом нет. Можно конечно взять 249 Ом 1% и програмно учесть разницу, но просто у меня завалялись прецизионные 50 Ом 0,1%, вот и решил их пристроить.
Во-первых, проверьте свой алгоритм и выбор Vref. Может оказаться, что резистор на 256 Ом будет удобнее (вместо деления - сдвиг), чем на 250 Ом.
Во-вторых, Вы в курсе, что набирая прецизионное сопротивление из пяти резисторов, ухудшаете прецизионность в пять раз? Правда, это худший случай, но всё-таки. (50+-1%)*5 --> 250+-0.5%.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.03.2013
Сообщений: 58
02.07.2013, 20:16 8
Цитата Сообщение от omokost
Перепост с Казус.ру:
"Подскажите пожалуйста как лучше програмно и аппаратно реализовать токовый калибратор 4-20 мА на базе микропроцессора." - http://kazus.ru/forums/showthread.php?t=19163
Всего 11 страниц.
Там обсуждается калибратор тока, т.е. прибор, который задает ток. А мне нужен прибор, который ток меряет. Другими словами тестер который я хочу сделать представляет собой источник напряжения 24В и амперметр с фиксированным диапазоном.
Но за ссылку спасибо, почитаю.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.03.2013
Сообщений: 58
02.07.2013, 20:28 9
Цитата Сообщение от OtyxPM
Во-первых, проверьте свой алгоритм и выбор Vref. Может оказаться, что резистор на 256 Ом будет удобнее (вместо деления - сдвиг), чем на 250 Ом.
Я думал выбрать опорное напряжение ровно 5В, а резистор из расчета чтобы 20 мА составляло 1000 дискретов АЦП, тогда 1024 дискрета АЦП составит 20,48 мА. Тогда сопротивление резистора составит 244,140625 Ом. Понятно что такого номинала нет, значит придется параллельно ставить подстроечный резистор. Собственно подстроечным резистором потом и калибровать точность измерения.
Цитата Сообщение от OtyxPM
Во-вторых, Вы в курсе, что набирая прецизионное сопротивление из пяти резисторов, ухудшаете прецизионность в пять раз? Правда, это худший случай, но всё-таки. (50+-1%)*5 --> 250+-0.5%.
Да, я это знаю, но 0,5% все же меньше чем 1%. Да и на самом деле мне в прецизионном резисторе больше важна его термостабильность. Условия работы полевые, а соответственно и разброс рабочих температур большой.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 24.12.2011
Сообщений: 2,752
02.07.2013, 21:10 10
Цитата Сообщение от jomis77
...Там обсуждается калибратор тока, т.е. прибор, который задает ток. А мне нужен прибор, который ток меряет. Другими словами тестер который я хочу сделать представляет собой источник напряжения 24В и амперметр с фиксированным диапазоном...
Устройства на шине 4..20ма бывают активные и пассивные. Из названия понятно что у активных есть свой источник тока, у пассивных нет. Калибратор - активный, измеритель - пассивный. Если для калибратора и нужны активные элементы, для измерителя они избыточны. Если только вы не захотите чтобы прибор заорал на могучем "Куда ты крутишь ручку чудак!!!".
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.03.2013
Сообщений: 58
02.07.2013, 22:54 11
Цитата Сообщение от omokost
Устройства на шине 4..20ма бывают активные и пассивные. Из названия понятно что у активных есть свой источник тока, у пассивных нет. Калибратор - активный, измеритель - пассивный. Если для калибратора и нужны активные элементы, для измерителя они избыточны. Если только вы не захотите чтобы прибор заорал на могучем "Куда ты крутишь ручку чудак!!!".
А я разве что-то другое сказал?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 25.01.2012
Сообщений: 492
03.07.2013, 10:53 12
Цитата Сообщение от OtyxPM
Во-вторых, Вы в курсе, что набирая прецизионное сопротивление из пяти резисторов, ухудшаете прецизионность в пять раз? Правда, это худший случай, но всё-таки. (50+-1%)*5 --> 250+-0.5%.
Забавная у вас арифметика :)
А если так:
(R+dR) * 5; где dR=+/-(R*0.001)
Итого, как был 0,1%, так и останется, в худшем случае.
В лучшем - скомпенсируется.
Но это все ерунда по сравнению с дискретностью (уже молчу про точность) АЦП.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 01.02.2011
Сообщений: 219
03.07.2013, 11:44 13
Цитата Сообщение от jomis77
Есть следующие сомнения:
1. Правильность выбора микросхем для Step-Up преобразователей
2. Пытался найти специализированный АЦП для сигналов 4-20 мА, но не нашел. Может кому попадалось что-то похожее?
Поскольку мега имеет отдельный вывод опоры, могу предложить питать мегу напрямую от АКБ (3-4.2В рабочее напряжение для меги), а на опору выбрать либо ИОН на 2.048В, либо стабилитрон на ~2.5В.
Тогда индикачию по идеи на семисегментниках делать: знакосинтезирующим ЖКИ надо 5В, а экранчикам с мобилок желательно не выше 3.6В (известно конечно что Nokyo 3310 LCD работает и от 5В, но полевые условия - хз как пойдет). Для компенсации изменения яркости при просадке аккамулятора добавить шим в индикацию.
0
1 / 1 / 0
Регистрация: 11.01.2013
Сообщений: 5,483
03.07.2013, 12:51 14
Цитата Сообщение от MrYurom
Забавная у вас арифметика :)
... ...
Итого, как был 0,1%, так и останется, в худшем случае.
В лучшем - скомпенсируется.
И правда. Чёт я думал про абсолютные погрешности, а написал про относительные :-(
Кстати, ТС, из прецизионности резисторов не следует их термостабильность. Термостабильность проверяйте отдельно.
0
1 / 1 / 0
Регистрация: 05.10.2017
Сообщений: 2,048
03.07.2013, 12:55 15
на опору меги нельзя подать менее 2 вольт. В ДШ явно указано. 2.048 - уже что-то рядом.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 25.01.2012
Сообщений: 492
03.07.2013, 13:00 16
Цитата Сообщение от OtyxPM
из прецизионности резисторов не следует их термостабильность. Термостабильность проверяйте отдельно.
Для прецизионных она хотя бы нормирована.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.03.2013
Сообщений: 58
03.07.2013, 14:25 17
Цитата Сообщение от MrYurom
Поскольку мега имеет отдельный вывод опоры, могу предложить питать мегу напрямую от АКБ (3-4.2В рабочее напряжение для меги), а на опору выбрать либо ИОН на 2.048В, либо стабилитрон на ~2.5В.Тогда индикачию по идеи на семисегментниках делать: знакосинтезирующим ЖКИ надо 5В, а экранчикам с мобилок желательно не выше 3.6В (известно конечно что Nokyo 3310 LCD работает и от 5В, но полевые условия - хз как пойдет). Для компенсации изменения яркости при просадке аккамулятора добавить шим в индикацию.
Для токовой петли есть обязательное условие присутствия в цепи сопротивления порядка 250 (+-10%) Ом. А при сопротивлении 250 Ом верхний предел напряжения после преобразования в него тока в петле будет 5В, соответственно опорное напряжение должно быть >=5В. Ну а наскольно я понимаю опорное напряжение должно быть меньше или равно напряжению питания меги, то придется ставить повышающий преобразователь. Причем скорее всего питание меги придется делать около 5,2 В.
Индикацию решил делать на LCD 0802, причем подсветку делать отключаемую. Без подсветки индикатор кушает около 1 мА, что более чем приемлемо. А в будущем может прикручу вывод информации не в мА, а в единицах измераемой величины с привязкой к диапазону.
Цитата Сообщение от jomis77
Забавная у вас арифметика :)А если так:(R+dR) * 5; где dR=+/-(R*0.001)Итого, как был 0,1%, так и останется, в худшем случае.В лучшем - скомпенсируется.Но это все ерунда по сравнению с дискретностью (уже молчу про точность) АЦП.
На самом деле всеже общая погрешность сложится и будет 0,5%, но, повторюсь, меня больше интересует температурная стабильнось.
Цитата Сообщение от OtyxPM
Кстати, ТС, из прецизионности резисторов не следует их термостабильность. Термостабильность проверяйте отдельно.
Цитата Сообщение от MrYurom
Для прецизионных она хотя бы нормирована.
Совершенно верно, для прецизионных резисторов ТК нормируется, а самое главное он гораздо меньше чем у обычных резисторов.
0
1 / 1 / 0
Регистрация: 11.01.2013
Сообщений: 5,483
03.07.2013, 15:02 18
Цитата Сообщение от jomis77
Совершенно верно, для прецизионных резисторов ТК нормируется, а самое главное он гораздо меньше чем у обычных резисторов.
А подстроечный резистор, который у Вас будет параллельно с прецизионной цепочкой, - как у него с термостабильностью? Наверно, так себе, и это перечеркнёт всю нормированную термостабильность прецизионников.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.03.2013
Сообщений: 58
03.07.2013, 15:46 19
У подстроечных резисторов ТКС тоже нормируется. Вот, например http://www.tmi.eu/ru/details/t... dm/vishay/
Правда он конечно же в несколько раз выше чем у прецизионных постоянных резисторов, но я не раз встречал такие подстроечники в дорогих датчиках и преобразователях с заявленной точностью 0,1% (Honeywell, Metrix, TexUA)
В любом случае я на точность не претендую, но планирую ее все же проверить имеющимися на работе калибраторами, которые регулярно поверяются.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.03.2013
Сообщений: 58
03.07.2013, 15:50 20
Хотя вот есть и прецизионный подстроечный резистор http://www.tmi.eu/ru/details/5... ay/53450k/
Но цена совсем не гуманная :)
0
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
03.07.2013, 15:50

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

TOSHIBA переносной HDD
Доброй ночи,и с наступающим новым годом! Сделали формат переносного жесткого диска. Теперь его не...

Нужен переносной электроэнцефалограф
Кто нибудь мог бы сделать за плату разумеется электроэнцефалограф , лучше переносной, что бы можно...

Не запускается переносной диск
В чем может быть проблема?

Переносной CD-ROM из обычного
Срочно нужен переносной CD-ROM для нетбука, а негде найти не могу. На компе у меня два рома: 1....


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
20
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2021, vBulletin Solutions, Inc.